JPH10133306A - Three-dimensional image-pickup device - Google Patents

Three-dimensional image-pickup device

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Publication number
JPH10133306A
JPH10133306A JP8304252A JP30425296A JPH10133306A JP H10133306 A JPH10133306 A JP H10133306A JP 8304252 A JP8304252 A JP 8304252A JP 30425296 A JP30425296 A JP 30425296A JP H10133306 A JPH10133306 A JP H10133306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dimensional image
light beam
optical
eye
image pickup
Prior art date
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Pending
Application number
JP8304252A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kan Shen-Pin
カン シェン−ピン
Ryu Chun-Fa
リュウ チュン−ファ
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Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
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Publication date
Application filed by Industrial Technology Research Institute ITRI filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a device compact by controlling a first and a second shutter means to be continuously opened so that a first and a second light beams are passed in a continuous term and advanced to a third optical means. SOLUTION: The light beam 8 showing the left-eye vision of an object 7 enters the inside of an optical unit 1 through a light-eye hole 3 and the light beam 9 showing the right-eye vision thereof enters the inside of the unit 1 through a right-eye hole 4. On the inside of the unit 1, the beam 9 is reflected toward the first LCD shutter 11 by a first turning mirror 10. Besides, only the half part of the beam 9 is reflected toward a lens unit 2 by a beam splitter 12, for example. The beam 8 simultaneously entering the hole 3 is reflected toward the second LCD shutter 14 by a second turning mirror 13. Then, the half part of the beam 8 is passed through the splitter 12 and advanced to the unit 2. The first and the second shutters 11 and 14 are controlled in cooperation with each other by an electronic control unit controlling them so as to be successively opened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に係り、よ
り具体的には、三次元像を形成するSLR(単レンズ反
射)カメラあるいはデジタルカメラのような像捕捉装置
に接続されることができる三次元像撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus, and more specifically to an image pickup apparatus such as an SLR (single lens reflection) camera or a digital camera for forming a three-dimensional image. The present invention relates to a three-dimensional image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の三次元像撮像装置は少なくとも二
つの異なる見る角度から撮られた同じ被写体の少なくと
も二つの像(以下、左眼視および右眼視と称される)を
重ね合わせることにより被写体の三次元像を撮ってい
る。したがって、これらの従来の三次元像撮像装置は三
次元像を形成するために少なくとも二つのカメラ、また
は二つのレンズを有する単一のカメラが備えられなけれ
ばならない。その三次元像はCCD(電荷結合素子)ユ
ニットあるいは写真フイルムのような像感知手段によっ
て捕捉される。
2. Description of the Related Art A conventional three-dimensional image pickup apparatus superimposes at least two images (hereinafter, referred to as left-eye view and right-eye view) of the same object taken from at least two different viewing angles. I am taking a three-dimensional image of the subject. Therefore, these conventional three-dimensional image capturing devices must be provided with at least two cameras or a single camera with two lenses to form a three-dimensional image. The three-dimensional image is captured by image sensing means such as a CCD (charge coupled device) unit or photographic film.

【0003】CCDユニットによって、その三次元像は
コンピュータモニタ上での表示のために、または、表示
される前に特殊効果のためのデジタルの絵画的操作のた
めに直接、デジタルの形に変換されることができ、また
写真フイルムによって、その三次元像は写真のプリント
に現像されることができる。しかしながら、従来の三次
元像撮像装置は幾つかの欠点を有する。
The CCD unit converts the three-dimensional image into a digital form for display on a computer monitor or directly for digital pictorial manipulation for special effects before being displayed. The photographic film allows the three-dimensional image to be developed into a photographic print. However, conventional three-dimensional imaging devices have several disadvantages.

【0004】第1に、三次元像を捕捉するための二つの
カメラの使用は二つのCCDユニットまたは像を記録す
るための2巻の写真フイルムを必要とすることにもな
る。これはシステムを複雑にし、かさばらせる。さら
に、二つのCCDユニットからの2組の像データを単一
の三次元像を形成するように纏めるのは通常、困難であ
る。
First, the use of two cameras to capture a three-dimensional image also requires two CCD units or two rolls of photographic film to record the image. This makes the system complicated and bulky. Further, it is usually difficult to combine two sets of image data from two CCD units to form a single three-dimensional image.

【0005】第2に、二つのレンズ付きの一つのカメラ
が用いられる場合でも、二つのCCDユニットまたは2
巻の写真フイルムが必要とされ、これもやはりカメラ内
部の撮像装置を複雑にし、かさばらせる。その上、現在
の技術によるデジタルカメラで実施するには非常に高価
な部品を使用する必要がある。前述の理由から、従来の
三次元像撮像装置は未だ市場で競争できるにはほど遠
い。小型でかなり低いコストで作れる三次元像撮像装置
に対する要望がある。
Second, even when one camera with two lenses is used, two CCD units or two
A roll of photographic film is required, which again complicates and bulks the imager inside the camera. Moreover, implementation with current technology digital cameras requires the use of very expensive components. For the reasons mentioned above, conventional three-dimensional imaging devices are still far from competing in the market. There is a need for a three-dimensional image pickup device that is small and can be made at a very low cost.

【0006】使用者が三次元像の三次元映像効果を見る
には幾つかの方法がある。第1に、フイルムに記録され
た像を写真に焼き付けた後、走査されてコンピュータに
入れられ、それからカラープリンタでプリントされ得
る。そのプリントアウトの上にレンチキュラーを置くこ
とにより、使用者はそれから三次元映像効果を見ること
ができる。
There are several ways for a user to view a three-dimensional image effect of a three-dimensional image. First, after printing the image recorded on the film into a photograph, it can be scanned into a computer and then printed on a color printer. By placing a lenticular on the printout, the user can then view the three-dimensional video effect.

【0007】第2に、CCDユニットにより感知された
それぞれの眺めの二つの像信号はコンピュータによりイ
ンターリーブ(交互配置)されて単一の像とされ、それ
がカラープリンタでプリントされ得る。このプリントア
ウトの上にレンチキュラーを置くことにより、使用者は
そこから三次元映像効果を見ることもできる。
Second, the two image signals of each view sensed by the CCD unit are interleaved by the computer into a single image, which can be printed on a color printer. By placing a lenticular on top of this printout, the user can also see the 3D visual effects from there.

【0008】第3に、CCDユニットにより感知された
それぞれの眺めの二つの像信号はコンピュータにより連
続的にインターリーブされて単一の像とされることがで
き、それがモニター上に表示され得る。その表示された
像のインターリーブに同期して左右の接眼素子が切り替
わるLCD(液晶表示)シャッタを着けることにより、
使用者はそのモニター上に表示された像の三次元映像効
果を見ることができる。
Third, the two image signals of each view sensed by the CCD unit can be successively interleaved by a computer into a single image, which can be displayed on a monitor. By putting on an LCD (liquid crystal display) shutter that switches between the left and right eyepieces in synchronization with the interleaving of the displayed image,
The user can see the three-dimensional image effect of the image displayed on the monitor.

【0009】第4に、もし被写体から反射された左右の
眺めの光ビームが異なって偏光されていれば、使用者は
それに対応して偏光されたガラスで作られた二つの接眼
レンズを持つ眼鏡を掛けることにより、重ね合わされた
像の三次元映像効果を見ることができる。
Fourth, if the left and right view light beams reflected from the subject are polarized differently, the user will be able to wear glasses with two eyepieces made of correspondingly polarized glass. , The three-dimensional image effect of the superimposed image can be seen.

【0010】第5に、異なる色フィルタがそれぞれの眺
めの二つの像の色分けのために用いられることができ
る。例えば、もし、左眼視像が赤色フィルタで処理され
右眼視像が青色フィルタで処理されていて、その二つの
像がインターリーブされてモニター上に表示されていれ
ば、使用者は赤の左接眼素子と青の左接眼素子を持つ眼
鏡を掛けることによりモニター像の色彩三次元映像効果
を見ることができる。
Fifth, different color filters can be used for color coding of the two images of each view. For example, if the left eye image is processed with a red filter and the right eye image is processed with a blue filter, and the two images are interleaved and displayed on a monitor, the user will see the red left image. By wearing glasses having an eyepiece and a blue left eyepiece, a color three-dimensional image effect of the monitor image can be seen.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来の三次元像撮像装
置の大きな欠点は、前述の三次元映像効果のどれを見る
にも、少なくとも二つのCCDユニットまたは2巻の写
真フィルムが左眼視像と右眼視像をそれぞれ記録するた
めに用いられなければならないことである。そのため従
来の三次元像撮像装置の光学系の構造は複雑でかさば
り、また組み立てるのが難しい。したがって、三次元像
の記録のために1個のCCDユニットまたは1巻の写真
フィルムだけが必要とされる新しい三次元像撮像装置に
対する要望がある。これが三次元像撮像装置を市場にお
いて、より競争力のあるものとすることをかなり可能に
するであろう。
A major drawback of the conventional three-dimensional image pickup apparatus is that at least two CCD units or two rolls of photographic film are required for viewing the left-eye image. And the right eye view must be used to record each. Therefore, the structure of the optical system of the conventional three-dimensional image pickup device is complicated, bulky, and difficult to assemble. Accordingly, there is a need for a new three-dimensional image capture device that requires only one CCD unit or one roll of photographic film to record a three-dimensional image. This will significantly enable 3D imagers to be more competitive on the market.

【0012】したがって、本発明の主な目的は、小型に
作られ得るように、三次元像の記録に1個のCCDユニ
ットまたは1巻の写真フィルムだけを必要とする構造の
簡単な三次元像撮像装置を提供することである。
Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a simple three-dimensional image of a structure that requires only one CCD unit or one roll of photographic film to record the three-dimensional image so that it can be made compact. An object of the present invention is to provide an imaging device.

【0013】本発明の他の目的は、従来の三次元像撮像
装置に比べ非常に低減されたコストで作られ得るように
構造の簡単な三次元像撮像装置を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a three-dimensional image pickup device having a simple structure so that it can be manufactured at a significantly reduced cost as compared with a conventional three-dimensional image pickup device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前述したような本発明の
目的に従って、新規で改良された三次元像撮像装置が提
供される。その三次元像撮像装置は一つのレンズユニッ
トと一つの像感知装置に結合されることができる光学ユ
ニットを含む。その像感知装置はCCDユニットまたは
写真フィルムであってもよい。三次元像撮像装置の二つ
の主要な実施例が開示されている。
SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the foregoing and other objects of the present invention, there is provided a new and improved three-dimensional image pickup device. The three-dimensional image capturing device includes an optical unit that can be combined with one lens unit and one image sensing device. The image sensing device may be a CCD unit or photographic film. Two main embodiments of the three-dimensional image capturing device are disclosed.

【0015】三次元像撮像装置の第1の実施の形態にお
いて、光学ユニットは、被写体の左眼視像を表わす第1
の光ビームを受けるための左眼孔と、その被写体の右眼
視像を表わす第2の光ビームを受けるための右眼孔を含
む。第1および第2の光学的手段が第1および第2の光
ビームをそれぞれ第1および第2の光路に導くために用
いられる。第1および第2のシャッター手段がそれぞれ
前述の第1および第2の光学的手段に結合されている。
第1および第2のシャッター手段は第1および第2の光
ビームが連続する期間に通過して第3の光学的手段に行
けるように連続して開くように制御される。その第3の
光学的手段(ビームスプリッタ)は第1および第2の光
ビームの両方を共通の伝播路に導くために用いられる。
レンズユニットが、連続する期間の第1および第2の光
ビームを像感知装置の上に焦点合わせをするために、前
述の共通の伝播軸の上に結合されている。第1の光ビー
ムにより表わされる左眼視像と第2の光ビームにより表
わされる右眼視像はこのようにして連続的に像感知装置
により記録される。前述の像感知装置上の左眼視像と右
眼視像との重ね合わせが被写体の三次元像を形成する。
In the first embodiment of the three-dimensional image pickup apparatus, the optical unit includes a first unit for displaying a left-eye view image of a subject.
And a right eye opening for receiving a second light beam representing a right-eye view of the subject. First and second optical means are used to direct the first and second light beams to the first and second light paths, respectively. First and second shutter means are respectively coupled to the first and second optical means described above.
The first and second shutter means are controlled so as to open continuously so that the first and second light beams can pass through successive periods and go to the third optical means. The third optical means (beam splitter) is used to direct both the first and second light beams to a common propagation path.
A lens unit is coupled on the aforementioned common axis of propagation for focusing the first and second light beams of successive periods onto the image sensing device. The left-eye view represented by the first light beam and the right-eye view represented by the second light beam are thus continuously recorded by the image sensing device. The superposition of the left and right eye views on the image sensing device described above forms a three-dimensional image of the subject.

【0016】三次元像撮像装置の第1の実施の形態にお
いて、第3の光学的手段は高帯域偏光ビームスプリッタ
であり、また、二つのシャッター手段は省かれてそれら
のスイッチング機能は一つの光学的遅延器(移相子)で
置き換えられる。その高帯域偏光ビームスプリッタは前
述の第1および第2の光路の交差するところに置かれ
て、第1の光ビームのS偏光成分を脇へ方向転換させる
一方、その第1の光ビームのP偏光成分を共通の伝播路
に導かれるようにし、また同時に、第2の光ビームのP
偏光成分を脇へ逸らす一方、その第2の光ビームのS偏
光成分を前述の共通の伝播路に導かれるようにすること
ができるものである。光学的遅延器は一緒にされた第1
の光ビームのS偏光成分と第2の光ビームのP偏光成分
を受けて、第1の光ビームと第2の光ビームのこれら二
つの部分がその中を連続的に通過させるように制御され
る。偏光子が前述の光学的遅延器を通過した光を偏光さ
せるために前述の光学的遅延器に結合されている。そこ
で、レンズユニットは偏光子を通過した光を像感知装置
上に結像させるために用いられる。
In the first embodiment of the three-dimensional image pickup apparatus, the third optical means is a high-bandwidth polarization beam splitter, and the two shutter means are omitted and their switching function is one optical. It is replaced by a dynamic delay (shifter). The high-band polarization beam splitter is placed at the intersection of the aforementioned first and second optical paths to divert the S-polarized component of the first light beam to the side while the P-polarized beam of the first light beam. The polarization component is directed to a common propagation path, and at the same time, the P
While the polarization component is deflected aside, the S polarization component of the second light beam can be guided to the aforementioned common propagation path. The optical delay is combined with the first
Receiving the S-polarized light component of the light beam and the P-polarized light component of the second light beam, these two portions of the first light beam and the second light beam are controlled to continuously pass therethrough. You. A polarizer is coupled to the optical retarder for polarizing light passing through the optical delay. Therefore, the lens unit is used to form an image of the light passing through the polarizer on the image sensing device.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1について述べると、そこには
本発明に従う三次元像撮像装置の望ましい実施例の斜視
図が示されている。この実施例では、三次元像撮像装置
は光学的ユニット1、レンズユニット2、左眼孔3、右
眼孔4、および像感知装置5を含んでいる。この三次元
像撮像装置は立体の被写体7を左眼と右眼の孔3、4か
らのそれぞれ異なる視角で眺めることにより、被写体7
の三次元像を捕捉するために用いられる。このようにし
て得られる二つの像は、それから光学的ユニット1によ
り単一の三次元像へと重ね合わされる。
Referring to FIG. 1, there is shown a perspective view of a preferred embodiment of a three-dimensional image pickup device according to the present invention. In this embodiment, the three-dimensional image pickup device includes an optical unit 1, a lens unit 2, a left eye opening 3, a right eye opening 4, and an image sensing device 5. The three-dimensional image capturing apparatus looks at the three-dimensional object 7 from the left and right eye holes 3 and 4 at different viewing angles, thereby obtaining the object 7.
Used to capture a three-dimensional image of The two images thus obtained are then superimposed by the optical unit 1 into a single three-dimensional image.

【0018】図1で、参照番号8は被写体7から反射さ
れて左眼孔3により受けられる光ビームを示し、また、
参照番号9は被写体7から反射されて右眼孔4により受
けられる光ビームを示している。レンズユニット2は一
端を光学的ユニット1の後ろに結合され、また、他端を
像感知装置5に結合されている。光学的ユニット1によ
り捕捉された三次元像は像感知装置5によって記録され
る。いろいろな実施例において、像感知装置5は三次元
像のデジタルな描出のためのCCDユニット、または、
写真プリントへの三次元像の描出のための写真フイルム
とすることができる。
In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a light beam reflected by the subject 7 and received by the left eye opening 3;
Reference numeral 9 indicates a light beam reflected by the subject 7 and received by the right eye 4. The lens unit 2 has one end connected to the rear of the optical unit 1 and the other end connected to the image sensing device 5. The three-dimensional image captured by the optical unit 1 is recorded by the image sensing device 5. In various embodiments, the image sensing device 5 is a CCD unit for digitally rendering a three-dimensional image, or
It can be a photographic film for drawing a three-dimensional image on a photographic print.

【0019】図2は図1の三次元像撮像装置の詳細な内
部構造を示す。図示されているように、光学的ユニット
1は、第1の回動鏡10、第1のLCD(液晶表示)シ
ャッター11、ビームスプリッタ12、第2の回動鏡1
3、第2のLCDシャッター14、および固定された鏡
15を含み、また、レンズユニット2は、光学的ユニッ
ト1からの三次元像を像感知装置5の上に結ばせるため
の1群のレンズ16、17を含んでいる。他のいろいろ
な実施例では、LCDシャッター11、14は機械的シ
ャッター、または偏光子シャッターに置き換えられるこ
とができ、ビームスプリッタ12は板状のビームスプリ
ッタまたは立方体状のビームスプリッタとすることがで
き、また、鏡10、13、15は光ビームを望まれる方
向に反射または屈折することのできる平面鏡、曲面鏡、
またはプリズムのいずれかとすることができる。
FIG. 2 shows a detailed internal structure of the three-dimensional image pickup device of FIG. As shown, the optical unit 1 includes a first rotating mirror 10, a first LCD (liquid crystal display) shutter 11, a beam splitter 12, and a second rotating mirror 1.
3, a second LCD shutter 14 and a fixed mirror 15, and the lens unit 2 is a group of lenses for forming a three-dimensional image from the optical unit 1 on the image sensing device 5. 16 and 17 are included. In various other embodiments, the LCD shutters 11 and 14 can be replaced by mechanical shutters or polarizer shutters, and the beam splitter 12 can be a plate beam splitter or a cubic beam splitter; The mirrors 10, 13, and 15 are plane mirrors, curved mirrors, and mirrors capable of reflecting or refracting a light beam in a desired direction.
Or it can be either a prism.

【0020】動作では、被写体7の左眼視を表わすビー
ム8は左眼孔3を経て、また、その右眼視を表わすビー
ム9は左眼孔4を経て、光学的ユニット1の内部に受け
入れられる。光学的ユニット1の内部では、光ビーム9
は第1の回動鏡10により第1のLCDシャッター11
へ反射される。もし、第1のLCDシャッター11が開
かれていれば、反射された第1の回動鏡10からのビー
ムはそこを通過してビームスプリッタ12へ行く。ビー
ムスプリッタ12において、光ビーム9は、例えば半分
(50%)だけレンズユニット2へ反射される。
In operation, a beam 8 representing the left eye of the subject 7 passes through the left eye 3 and a beam 9 representing the right eye thereof passes through the left eye 4 and is received inside the optical unit 1. Can be Inside the optical unit 1, a light beam 9
Is the first LCD shutter 11 by the first rotating mirror 10
Is reflected to If the first LCD shutter 11 is open, the reflected beam from the first turning mirror 10 passes through it and goes to the beam splitter 12. In the beam splitter 12, the light beam 9 is reflected to the lens unit 2 by, for example, half (50%).

【0021】同時に、左眼孔3に入るビーム8は第2の
回動鏡13により第2のLCDシャッター14へ反射さ
れる。もし、第2のLCDシャッター14が開かれてい
れば、光ビーム8はそこを通過して固定された鏡15へ
行き、その鏡15が光ビーム8をビームスプリッタ12
へ反射する。ビームスプリッタ12は光ビーム8の半分
(50%)がそこを通過してレンズユニット2へ行くよ
うにさせる。
At the same time, the beam 8 entering the left eye opening 3 is reflected by the second turning mirror 13 to the second LCD shutter 14. If the second LCD shutter 14 is open, the light beam 8 passes therethrough to a fixed mirror 15, which mirrors the light beam 8 into a beam splitter 12
To reflect. The beam splitter 12 allows half (50%) of the light beam 8 to pass therethrough to the lens unit 2.

【0022】第1と第2のLCDシャッター11、14
は、それら二つのLCDシャッター11、14が順次、
開けられるように制御する電子的制御器(図示されてい
ない)により連携して制御される。シャッターリリース
(図示されていない)が使用者によ押し下げられる度
に、第1の期間、第2のLCDシャッター14が閉じら
れたままでまず第1のLCDシャッター11が開けら
れ、それから第2の期間、第1のLCDシャッター11
が閉じられて第2のLCDシャッター14が開けられ
る。このシャッター機構は像感知装置5に第1の期間で
右眼視像を、それから第2の期間で左眼視像を記録させ
る。
First and second LCD shutters 11 and 14
Means that the two LCD shutters 11, 14 are sequentially
It is coordinated and controlled by an electronic controller (not shown) that controls to open. Each time a shutter release (not shown) is depressed by the user, the first LCD shutter 11 is first opened with the second LCD shutter 14 closed for a first period, and then the second period. , First LCD shutter 11
Is closed and the second LCD shutter 14 is opened. The shutter mechanism causes the image sensing device 5 to record a right-eye view during a first period and then a left-eye view during a second period.

【0023】三次元像撮像装置からのいろいろな距離だ
け離れている被写体の三次元像を撮るために、第1およ
び第2の回動鏡10、13は図3Aおよび3Bにそれぞ
れ示されているように、適切な向きに調節されることが
できる。図3Aに示されている第1および第2の回動鏡
10、13の向きは遠くにある被写体の三次元像を考慮
したものであり、図3Bに示されているそれらの向きは
近くにある被写体の三次元像を考慮したものである。
First and second pivoting mirrors 10, 13 are shown in FIGS. 3A and 3B, respectively, for taking three-dimensional images of a subject at various distances from the three-dimensional imaging device. As such, it can be adjusted to the appropriate orientation. The orientations of the first and second turning mirrors 10 and 13 shown in FIG. 3A take into account a three-dimensional image of a distant subject, and those orientations shown in FIG. This takes into account a three-dimensional image of a certain subject.

【0024】他のいろいろな改変において、色フィルタ
(図示されていない)が色分離の目的で光ビーム8、9
のための光学路に置かれることができる。偏光子(図示
されていない)も偏光視効果のために光ビーム8、9を
偏光させるのに用いられ得る。左眼孔3と右眼孔4の間
の間隔を調節することはその結果得られる三次元像に対
してズーム効果をもたらす。
In various other modifications, color filters (not shown) are used to separate light beams 8, 9 for color separation purposes.
Can be placed in the optical path for Polarizers (not shown) can also be used to polarize the light beams 8, 9 for polarization viewing effects. Adjusting the distance between the left eye 3 and the right eye 4 has a zoom effect on the resulting three-dimensional image.

【0025】図4について述べると、そこには本発明に
従う三次元像撮像装置の他の望ましい実施例が示されて
いる。この概略図において、参照番号8Sと8Pは90
゜の位相差をもって偏光される左眼視の光ビームのS偏
光成分とP偏光成分を示し、また、参照番号9Sと9P
は90゜の位相差をもって偏光される右眼視の光ビーム
のS偏光成分とP偏光成分を示す。光学的ユニット1は
ここでは、第1の鏡10、第2の鏡13、第3の鏡1
5、高帯域偏光ビームスプリッタ12、光学的遅延器
(移相子)22、および偏光子21を含んでいる。高帯
域偏光ビームスプリッタ12の帯域幅は波長で4,00
0A(オングストローム)から7,000Aまでの範囲
にある。
Referring to FIG. 4, there is shown another preferred embodiment of the three-dimensional image pickup device according to the present invention. In this schematic diagram, reference numbers 8S and 8P are 90
S shows the S-polarized light component and the P-polarized light component of the left-eye viewing light beam polarized with the phase difference of 参照.
Denotes an S-polarized light component and a P-polarized light component of a right-eye viewing light beam polarized with a phase difference of 90 °. The optical unit 1 here comprises a first mirror 10, a second mirror 13, a third mirror 1
5, including a high-band polarization beam splitter 12, an optical retarder (a phase shifter) 22, and a polarizer 21. The bandwidth of the high-band polarization beam splitter 12 is 4,000 in wavelength.
It ranges from 0A (Angstroms) to 7,000A.

【0026】動作において、光ビーム(8S,8P)は
左眼孔を通って光学的ユニット1の内部に受け入れられ
る。光学的ユニット1の内部では、光ビーム(8S,8
P)は第2の鏡13と第3の鏡15により高帯域偏光ビ
ームスプリッタ12の前側に導かれる。高帯域偏光ビー
ムスプリッタ12は、S偏光成分8Sを左に方向転換さ
せるけれどもP偏光成分8Pがその中を真っ直ぐに通過
してその後ろ側から出ていくのを許すように向けて置か
れる。
In operation, the light beams (8S, 8P) are received through the left eye hole into the optical unit 1. Inside the optical unit 1, the light beam (8S, 8S)
P) is guided to the front side of the high-bandwidth polarization beam splitter 12 by the second mirror 13 and the third mirror 15. The high-band polarizing beam splitter 12 is oriented to redirect the S-polarized component 8S to the left, but to allow the P-polarized component 8P to pass straight through and exit from behind.

【0027】同様に、光ビーム(9S,9P)は右眼孔
を通って光学的ユニット1の内部に受け入れられる。光
学的ユニット1の内部では、光ビーム(9S,9P)は
第1の鏡10により、S偏光成分9Sをその後ろ側に方
向転換させるけれどもP偏光成分9Pがその中を通過し
てその左側から出ていくのを許す高帯域偏光ビームスプ
リッタ12の右側に導かれる。
Similarly, the light beams (9S, 9P) are received inside the optical unit 1 through the right eye hole. Inside the optical unit 1, the light beam (9S, 9P) redirects the S-polarized component 9S to its rear side by the first mirror 10, but the P-polarized component 9P passes through it from the left side. It is guided to the right of a high band polarizing beam splitter 12 that allows it to exit.

【0028】上述のことの結果、左眼視の光ビームのP
偏光成分8Pと右眼視の光ビームのS偏光成分9Sが共
に高帯域偏光ビームスプリッタ12の後ろ側から光学的
遅延器22へ出ていく。電子的手段による制御のもと
で、光学的遅延器22はP偏光光またはS偏光光がそこ
を通過するのを選択的に許すことができる。本発明によ
ると、光学的遅延器22はP偏光ビーム8PとS偏光ビ
ーム9Sがそこを順次に通過するのを許すように制御さ
れる。光学的遅延器22を通過した光はそれから次の偏
光子21によって偏光され、レンズ16、17によって
像感知装置5の上に結像される。
As a result of the above, as a result of the light beam P
Both the polarization component 8P and the S-polarization component 9S of the right-eye viewing light beam exit the optical delay unit 22 from behind the high-band polarization beam splitter 12. Under control by electronic means, the optical delay 22 can selectively allow P-polarized light or S-polarized light to pass therethrough. According to the present invention, the optical delay 22 is controlled to allow the P-polarized beam 8P and the S-polarized beam 9S to pass therethrough sequentially. The light passing through the optical delay 22 is then polarized by the next polarizer 21 and imaged by the lenses 16, 17 onto the image sensing device 5.

【0029】図5について述べると、そこには本発明に
従う三次元像撮像装置の更に他の望ましい実施例が示さ
れている。この実施例は、第2のLCDシャッター14
が、鏡15に先行する代わりに、ここでは鏡15に後続
して配置されていることを除いて、図2に示されている
実施例と実質的に同じである。図2の実施例と同様、こ
この二つのLCDシャッター11、14も右眼孔からの
光と左眼孔からの光がビームスプリッタ12とレンズ1
6、17を通って像感知装置5に連続的に送られるよう
に開閉が制御される。
Referring to FIG. 5, there is shown a further preferred embodiment of the three-dimensional image pickup device according to the present invention. In this embodiment, the second LCD shutter 14
Is substantially the same as the embodiment shown in FIG. 2, except that it is now located after mirror 15 instead of preceding mirror 15. As in the embodiment of FIG. 2, the two LCD shutters 11 and 14 here also emit light from the right eye and light from the left eye to the beam splitter 12 and the lens 1.
Opening / closing is controlled so that the sheet is continuously sent to the image sensing device 5 through 6 and 17.

【0030】これまでの説明は本発明の三次元像撮像装
置の他のいろいろな改変の内のいくつかだけである。更
に他の改変が可能である。これらの改変および同様な配
置の全てはこの発明の範囲と精神の中に包含され、それ
らは次の特許請求の範囲に規定されている。
The foregoing description is only a few of the various other modifications of the three-dimensional imager of the present invention. Still other modifications are possible. All of these modifications and similar arrangements are encompassed within the scope and spirit of the invention, which are defined in the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

本発明は添付図面を参照して次の望ましい実施例の詳細
な説明を読むことによって、より完全に理解でき、ここ
に、
The invention can be more completely understood by reading the following detailed description of a preferred embodiment, with reference to the accompanying drawings, in which:

【図1】本発明に従う三次元像撮像装置の斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view of a three-dimensional image pickup device according to the present invention.

【図2】図1の三次元像撮像装置における光学系の概略
の断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of an optical system in the three-dimensional image pickup device of FIG.

【図3】いろいろな距離にある被写体の三次元像を撮る
ための、図2の光学系における二つの平面鏡の調節を示
すために用いられる概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram used to illustrate the adjustment of two plane mirrors in the optical system of FIG. 2 for taking three-dimensional images of a subject at various distances.

【図4】本発明に従う三次元像撮像装置の他の実施例の
概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of another embodiment of the three-dimensional image pickup device according to the present invention.

【図5】本発明に従う三次元像撮像装置の更に他の実施
例の概略図である。
FIG. 5 is a schematic view of still another embodiment of the three-dimensional image pickup device according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596170000 No.195,Chung Hsing R oad,Sec.4,Chutung,H sinchu 31015, Taiwan, R.O.C. (72)発明者 チュン−ファ リュウ 台湾 ユンリン郡 シロウチェン, シア ナン サブ−ワード,アリー6,75号 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (71) Applicant 596170000 No. 195, Chung Hsing Road, Sec. 4, Chutung, H. sinchu 31015, Taiwan, R .; O. C. (72) Inventor Chun-Fa Liu Taiwan No.6,75

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)被写体の左眼視像を表わす第1の
光ビームを受けるための左眼孔と、 (b)前記被写体の右眼視像を表わす第2の光ビームを
受けるための右眼孔と、 (c)前記左眼孔により受けられた前記第1の光ビーム
を導くための第1の光学的手段と、 (d)前記右眼孔により受けられた前記第2の光ビーム
を導くための第2の光学的手段と、 (e)前記第1の光学的手段に光学的に結合され、前記
第1の光ビームを制御により通過させてやるための第1
のシャッター手段と、 (f)前記第2の光学的手段に光学的に結合され、前記
第2の光ビームを制御により通過させてやるための第2
のシャッター手段と、 (g)前記第1のシャッター手段と前記第2のシャッタ
ー手段に光学的に結合され、前記第1のシャッター手段
からの前記第1の光ビームと前記第2のシャッター手段
からの前記第2の光ビームを共通の伝播軸に導くための
第3の光学的手段と、 (h)前記共通の伝播軸に結合され、前記第1の光ビー
ムと前記第2の光ビームとを一つの焦点面上で合わせる
ためのレンズユニットと、 (i)前記レンズユニットに結合され前記焦点面にそろ
えられた、前記第1の光ビームにより表わされる左眼視
像と前記第2の光ビームにより表わされる右眼視像を連
続的に記録するための像感知装置とを有し、 前記像感知装置上の左眼視像と右眼視像との重ね合わせ
が前記被写体の三次元像を形成する、被写体の三次元像
を撮るための三次元像撮像装置。
1. A left eye hole for receiving a first light beam representing a left-eye image of a subject, and (b) a second light beam representing a right-eye image of the subject. (C) first optical means for directing the first light beam received by the left eye opening; and (d) the second optical means received by the right eye opening. A second optical means for guiding a light beam; and (e) a first optical means optically coupled to said first optical means for passing said first light beam under control.
And (f) a second optical means optically coupled to the second optical means for passing the second light beam under control.
(G) optically coupled to the first shutter means and the second shutter means, wherein the first light beam from the first shutter means and the second shutter means Third optical means for directing the second light beam to a common axis of propagation; and (h) coupling the first light beam and the second light beam to the common axis of propagation. (I) a left-eye view image represented by the first light beam and the second light coupled to the lens unit and aligned with the focal plane; and An image sensing device for continuously recording a right-eye image represented by a beam, wherein a superposition of a left-eye image and a right-eye image on the image sensing device is a three-dimensional image of the subject. To form a three-dimensional image of the subject Three-dimensional image pickup device.
【請求項2】 前記第1および第2のシャッター手段が
液晶装置シャッターである請求項1記載の三次元像撮像
装置。
2. The three-dimensional image pickup device according to claim 1, wherein said first and second shutter means are liquid crystal device shutters.
【請求項3】 前記第1および第2のシャッター手段が
機械的シャッターである請求項1記載の三次元像撮像装
置。
3. The three-dimensional image pickup device according to claim 1, wherein said first and second shutter means are mechanical shutters.
【請求項4】 前記第1および第2のシャッター手段が
偏光子シャッターである請求項1記載の三次元像撮像装
置。
4. The three-dimensional image pickup device according to claim 1, wherein said first and second shutter means are polarizer shutters.
【請求項5】 前記第3の光学的手段が少なくとも板状
のビームスプリッタを含む請求項1記載の三次元像撮像
装置。
5. The three-dimensional image pickup apparatus according to claim 1, wherein said third optical means includes at least a plate-like beam splitter.
【請求項6】 前記第3の光学的手段が少なくとも立方
体状のビームスプリッタを含む特許請求の範囲第1項記
載の三次元像撮像装置。
6. The three-dimensional image pickup apparatus according to claim 1, wherein said third optical means includes at least a cubic beam splitter.
【請求項7】 前記第1の光学的手段が第1の回動鏡を
含み、また前記第2の光学的手段が第2の回動鏡を含
み、 前記第1および第2の回動鏡がそれらの向きをいろいろ
な被写体距離に合わせて調節可能である請求項1記載の
三次元像撮像装置。
7. The first and second turning mirrors, wherein the first optical means includes a first turning mirror, and wherein the second optical means includes a second turning mirror. 3. The three-dimensional image pickup device according to claim 1, wherein the direction of the three-dimensional image pickup device can be adjusted according to various object distances.
【請求項8】 前記第1および第2の光学的手段が、前
記第1および第2の光ビームの色分離のための少なくと
も一つの色フィルタを含む請求項1記載の三次元像撮像
装置。
8. The three-dimensional image pickup apparatus according to claim 1, wherein said first and second optical means include at least one color filter for color separation of said first and second light beams.
【請求項9】 前記第1および第2の光学的手段が、前
記第1および第2の光ビームの偏光のための少なくとも
一つの偏光子を含む請求項1記載の三次元像撮像装置。
9. The apparatus according to claim 1, wherein the first and second optical means include at least one polarizer for polarizing the first and second light beams.
【請求項10】 前記第1および第2のシャッター手段
が電子的手段により連続して開くよう制御される請求項
1記載の三次元像撮像装置。
10. The three-dimensional image pickup apparatus according to claim 1, wherein said first and second shutter means are controlled to be continuously opened by electronic means.
【請求項11】 前記像感知装置が三次元像を記録する
ためのCCDユニットを含む請求項1記載の三次元像撮
像装置。
11. The three-dimensional image pickup device according to claim 1, wherein the image sensing device includes a CCD unit for recording a three-dimensional image.
【請求項12】 前記像感知装置が三次元像を記録する
ための写真フイルムを含む請求項1記載の三次元像撮像
装置。
12. The three-dimensional image pickup device according to claim 1, wherein the image sensing device includes a photographic film for recording a three-dimensional image.
【請求項13】 (a)被写体の左眼視像を表わす第1
の光ビームを受けるための左眼孔と、 (b)前記被写体の右眼視像を表わす第2の光ビームを
受けるための右眼孔と、 (c)前記左眼孔により受けられた第1の光ビームを第
1の光路に導くための第1の光学的手段と、 (d)前記右眼孔により受けられた第2の光ビームを前
記第1の光路と交差する第2の光路に導くための第2の
光学的手段と、 (e)前記第1および第2の光路の交差するところに置
かれ、前記第1の光ビームの第2の偏光成分を脇へ方向
転換させる一方、前記第1の光ビームの第1の偏光成分
を共通の伝播路に導かれるようにし、また、同時に、前
記第2の光ビームの第1の偏光成分を脇へ逸らす一方、
前記第2の光ビームの第2の偏光成分を前記共通の伝播
路に導かれるようにすることのできる高帯域偏光ビーム
スプリッタと、 (f)前記共通の伝播路の上に結合され、前記第1の光
ビームの第1の偏光成分と前記第2の光ビームの第2の
偏光成分とを連続的に通過させるように制御されること
のできる光学的遅延器手段と、 (g)前記光学的遅延器手段に結合され、その光学的遅
延器手段を通過する光を偏光させるための偏光子手段
と、 (h)前記偏光子手段に結合され、その偏光子手段を通
過した光を焦点面上に結像させるためのレンズユニット
と、 (i)前記レンズユニットに結合され前記焦点面にそろ
えられた、前記第1の光ビームの第1の偏光成分により
表わされる左眼視像と前記第2の光ビームの第2の偏光
成分により表わされる右眼視像とを連続的に記録するた
めの像感知装置を有し、 前記像感知装置上の左眼視像と右眼視像との重ね合わせ
が前記被写体の三次元像を形成する、被写体の三次元像
を撮るための三次元像撮像装置。
13. (a) A first image representing a left-eye view image of a subject.
(B) a right eye opening for receiving a second light beam representing a right eye view of the subject; and (c) a left eye opening for receiving the light beam. First optical means for guiding one light beam to a first optical path; and (d) a second optical path intersecting the second optical beam received by the right eye opening with the first optical path. (E) placed at the intersection of the first and second optical paths to divert the second polarization component of the first light beam aside. , Allowing the first polarization component of the first light beam to be directed to a common propagation path, and at the same time diverting the first polarization component of the second light beam to the side,
A high-band polarization beam splitter capable of directing a second polarization component of the second light beam to the common propagation path; and (f) coupled onto the common propagation path; Optical delay means that can be controlled to continuously pass the first polarization component of one light beam and the second polarization component of the second light beam; and (g) the optical system. Polarizer means coupled to the optical delay means for polarizing light passing through the optical delay means; and (h) coupling light transmitted to the polarizer means and passing through the polarizer means to the focal plane. (I) a left-eye view image represented by a first polarization component of the first light beam coupled to the lens unit and aligned with the focal plane; and 2 light beam represented by the second polarization component And an image sensing device for continuously recording a right-eye image to be recorded, wherein a superposition of a left-eye image and a right-eye image on the image sensing device forms a three-dimensional image of the subject. , A three-dimensional image capturing device for capturing a three-dimensional image of a subject.
【請求項14】 前記第1の光学的手段が前記第1の光
ビームを前記高帯域偏光ビームスプリッタの第1の側面
に導くための二つの鏡を含み、また、 前記第2の光学的手段が前記第2の光ビームを前記高帯
域偏光ビームスプリッタの第2の側面に導くための一つ
の鏡を含む請求項13記載の三次元像撮像装置。
14. The first optical means includes two mirrors for directing the first light beam to a first side of the high bandwidth polarizing beam splitter, and the second optical means. 14. The three-dimensional imaging device of claim 13, wherein the device comprises a mirror for directing the second light beam to a second side of the high-band polarization beam splitter.
【請求項15】 前記像感知装置が三次元像を記録する
ためのCCDユニットを含む請求項13記載の三次元像
撮像装置。
15. The three-dimensional image pickup device according to claim 13, wherein the image sensing device includes a CCD unit for recording a three-dimensional image.
【請求項16】 前記像感知装置が三次元像を記録する
ための写真フイルムを含む請求項13記載の三次元像撮
像装置。
16. The three-dimensional image pickup device according to claim 13, wherein the image sensing device includes a photographic film for recording a three-dimensional image.
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